【秒懂风电】风机塔筒高度为啥不能随便定？

秒懂风电业主：“能不能建118.88米的塔筒？‘要发发发’，多吉利，项目肯定会顺风顺水！” 乙方一脸无奈：“没有这个高度的方案哦。我们可以提供的是110m、120m和140m这三个规格的方案。” 业主：“你们之前不是宣传机组能定制化吗？这怎么就不能定了？” 乙方：“定制化不是‘随心所欲化’呀！我们能提供的都是经过严格测算的安全方案。要是强行做118.88m的塔筒，很可能引发共振，严重的话会有倒塔风险，这可不是闹着玩的！” 现实案例：不是“不想定制”，是“不敢乱定制” 设计院的同行们肯定深有体会，风机厂家提供的塔筒方案从来不是“按需定制”，而是“限定选项”。塔筒高度基本集中在110m、120m、140m这几个数值上。问起原因，厂家总会强调：“为了避开1P、3P共振，危险高度绝对不能碰。” 可能有人觉得“共振”是个玄乎的词，能有多危险？举两个大家熟悉的例子就懂了！ 2020年虎门大桥发生的桥面异常振动，以及2021年深圳赛格大厦的晃动事件，根源都与建筑共振密切相关。 而对于动辄上百米、重量千吨级的风机塔筒来说，共振的后果只会更严重：轻则导致部件疲劳损坏，缩短机组寿命；重则直接引发倒塔事故，造成数百万甚至上千万的经济损失，更可能危及人员安全。 风机塔筒为何难以实现高度定制化？ 风机运行时，叶片旋转会产生 1P频率（单叶片通过塔筒的频率，等于叶片数×转速）和 3P频率（三叶片同时通过塔筒的频率）。 从坎贝尔图可知，塔筒固有频率需避开叶轮一阶（1P）、三阶（3P）等激励频率，否则会引发共振，造成结构疲劳甚至破坏。 不同风场的风速、叶轮参数（尺寸、转速）虽有差异，但叶轮激励频率的范围具有一定共性，塔筒固有频率设计需在全运行工况（启动、额定、超速等） 下满足避振要求，过度定制会破坏这种通用性，增加共振风险。 其次，塔筒高度也不能盲目追高 ，高度越高，塔筒刚度越低，固有频率越向低频偏移。若为追求更高捕风高度盲目加高，可能导致频率落入危险区间，需通过加厚筒壁、改变截面形状等方式调整频率，但这会增加重量和成本，甚至无法通过常规设计解决。 从此图中可以看出，柔性塔架共振的风险要比传统塔架的高很多，那有哪些方式可以避免产出共振现象？ 1、优化塔架自身设计，调整固有频率 通过改变塔架的结构参数，使其固有频率远离常见外部激励（如风力、设备运行振动）的频率范围，从根源上避免共振条件形成。 调整结构刚度：增加塔架关键部位的刚度，如采用变截面设计、增加局部加强筋，或选用更高强度的材料，提升固有频率。 优化质量分布： 通过合理布置塔架附件（如设备、配重）的位置，改变整体质量分布，进而调整固有频率，避免与激励频率重叠。 控制结构柔度： 在设计阶段通过有限元分析，精确计算塔架的固有频率，确保其避开预设的激励频率区间（如风机的叶片通过频率、风涡激振频率）。 2、削弱外部激励，减少共振触发源 针对引发共振的外部激励（主要是风载荷和设备振动），通过技术手段降低激励强度或改变激励频率，减少对塔架的共振诱导。 优化气动外形： 在塔架表面加装导流装置（如螺旋线、减涡鳍），破坏气流绕流产生的周期性涡旋，避免涡激共振（常见于低风速场景）。 控制设备运行参数： 对于搭载旋转设备（如风机、发电机）的塔架，通过控制系统避开设备的临界转速区间，防止设备振动频率与塔架固有频率重合。 隔离振动源：在塔架与设备的连接部位加装减振垫片或弹性支座，阻断设备振动向塔架的传递，降低激励能量输入。 3、加装振动控制装置，抑制共振响应 当设计优化和激励削弱无法完全避免共振风险时，通过附加主动或被动控制装置，实时抑制塔架的振动响应，降低共振危害。 被动控制装置： 加装调谐质量阻尼器（TMD）、调谐液体阻尼器（TLD）等，通过阻尼元件吸收振动能量，耗散共振时的动能，常见于中小型柔性塔架。 主动控制装置： 安装传感器、执行器和控制系统，实时监测塔架振动状态，通过主动施加反向力（如主动减震器、磁流变阻尼器）抵消振动，适用于大型或高风险场景。 实时监测与预警： 部署振动监测系统，实时采集塔架振动数据，当监测到共振风险时，及时触发预警并调整运行参数（如降低设备负荷、调整运行转速）。 风资源评估工作全流程解析 线上学习风资源评估系统相关知识，搭配专业老师的解疑答惑，高效助力学员从理论到实践全面掌握核心技能。 0元试听课扫码免费听免责声明：本文所用的视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将立即删除，无任何商业用途！